2023學(xué)年完整公開(kāi)課版質(zhì)點(diǎn)參考系

第一章運(yùn)動(dòng)的描述1．1質(zhì)點(diǎn)參考系什么是機(jī)械運(yùn)動(dòng)？什么是質(zhì)點(diǎn)？物體視為質(zhì)點(diǎn)的條件？什么是參考系？如何選擇參考系？一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)1．定義：物體的______隨時(shí)間的變化．它

是自然界中最簡(jiǎn)單、最基本的運(yùn)動(dòng)形式．2．力學(xué)：在物理學(xué)中研究物體做________

規(guī)律的分支．機(jī)械運(yùn)動(dòng)位置二、物體和質(zhì)點(diǎn)1．實(shí)際物體：都有一定的_____和形狀，并且

物體上各部分的______情況一般情況下并不

相同．2．質(zhì)點(diǎn)：用來(lái)代替物體的具有______的點(diǎn)．3．把物體看做質(zhì)點(diǎn)的條件如果忽略物體的______和______等因素，不

影響問(wèn)題的研究時(shí)，就可以把物體看做是質(zhì)

點(diǎn)．【特別提醒】

質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的物理模型，實(shí)際中并不存在．大小運(yùn)動(dòng)質(zhì)量大小形狀對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解1．質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，其突出的特點(diǎn)是“具有質(zhì)量”和“占有位置”，但沒(méi)有大小、形狀、體積，與幾何中的“點(diǎn)”有本質(zhì)的區(qū)別．2．質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的一種高度抽象，實(shí)際中并不存在，是一種“理想化模型”．3．能否把一個(gè)物體看做質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵是看物體的大小、形狀在所研究的問(wèn)題中是否為次要因素．例如，研究火車(chē)從北京到上海的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以把火車(chē)視為質(zhì)點(diǎn)，但研究火車(chē)過(guò)橋的時(shí)間時(shí)就不能把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)了．4．在中學(xué)物理中所研究的物體，一般情況下都可以把它們當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)．因此，在物理習(xí)題中，對(duì)于“物體”和“質(zhì)點(diǎn)”兩個(gè)詞一般不加區(qū)分．【特別提醒】

(1)物體的大小并不是判斷物體能否看做質(zhì)點(diǎn)的根據(jù)．(2)對(duì)同一物體，能否將其看做質(zhì)點(diǎn)要視研究的問(wèn)題而定下列說(shuō)法正確的是(

)A．運(yùn)動(dòng)中的地球不能看成質(zhì)點(diǎn)，而原子核可以看成質(zhì)點(diǎn)B．研究火車(chē)通過(guò)路旁一根電線桿的時(shí)間時(shí)，火車(chē)可看成質(zhì)點(diǎn)C．研究奧運(yùn)會(huì)乒乓球女單冠軍張怡寧打出的乒乓球時(shí)，能把乒乓球看成質(zhì)點(diǎn)D．研究在平直的高速公路上飛馳的汽車(chē)的速度時(shí)，可以將汽車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)解析：

當(dāng)研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地球直徑(約1.3×107

m)比地球與太陽(yáng)之間的距離(約1.5×1011

m)要小得多，可以忽略不計(jì)，可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)(忽略地球的自轉(zhuǎn))；當(dāng)研究地球的自轉(zhuǎn)引起的晝夜交替等現(xiàn)象時(shí)，就不能忽略地球的大小和形狀，當(dāng)然就不能把地球看成質(zhì)點(diǎn)了．當(dāng)研究電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，因?yàn)樵雍说陌霃街幌喈?dāng)于原子半徑的十萬(wàn)分之一，所以可以把原子核看成質(zhì)點(diǎn)；但若研究有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)的問(wèn)題時(shí)，就不能把原子核看成質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)；研究火車(chē)通過(guò)路旁的一根電線桿的時(shí)間時(shí)，因電線桿的粗細(xì)比火車(chē)的長(zhǎng)度小得多，故電線桿可看成質(zhì)點(diǎn)，而火車(chē)不能看成質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)；奧運(yùn)冠軍張怡寧打出的乒乓球雖小，但飛旋多變，不能看成質(zhì)點(diǎn)，C錯(cuò)誤；在平直的高速公路上飛馳的汽車(chē)，盡管車(chē)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)，但我們研究的是汽車(chē)的速度，對(duì)整個(gè)車(chē)的運(yùn)動(dòng)來(lái)講，車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是研究的主要問(wèn)題，可將車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)，D正確．答案：

D三、參考系1．運(yùn)動(dòng)與靜止自然界中的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，

即運(yùn)動(dòng)是_______的，靜止是______的，但

我們?cè)谘芯烤唧w物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以說(shuō)運(yùn)

動(dòng)是______的．絕對(duì)相對(duì)相對(duì)2．參考系(1)定義：在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選定做參

考、假定為_(kāi)_____的其他物體．(2)意義：觀察被研究的物體相對(duì)于參考系的

位置是否隨______變化以及如何變化不動(dòng)時(shí)間對(duì)參考系的進(jìn)一步理解1．“參考系”的四性(1)標(biāo)準(zhǔn)性：用來(lái)選作參考系的物體都是假定不動(dòng)的，被研究的物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止，都是相對(duì)于參考系而言的．(2)任意性：參考系的選取具有任意性，但應(yīng)以觀察方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)潔為原則；研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選地面為參考系．(3)統(tǒng)一性：比較物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)該選擇同一參考系．(4)差異性：同一運(yùn)動(dòng)選擇不同的參考系，觀察結(jié)果一般不同．例如，坐在行駛的車(chē)中的乘客，以地面為參考系，乘客是運(yùn)動(dòng)的，但如果以車(chē)為參考系，則乘客是靜止的．選取參考系的原則(1)選取參考系一般應(yīng)根據(jù)研究對(duì)象和研究對(duì)象所在的系統(tǒng)來(lái)決定．例如，研究火車(chē)上物體的運(yùn)動(dòng)情況，一般選取火車(chē)作為參考系；研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選取地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參考系．選擇地面為參考系時(shí)，參考系?？梢月匀ゲ惶?，如“汽車(chē)運(yùn)動(dòng)了”，就不必說(shuō)成“汽車(chē)相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)了”．(2)參考系的選取可以是任意的．在實(shí)際問(wèn)題中，參考系的選取以研究問(wèn)題方便、對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為基本原則．某校高一的新同學(xué)分別乘兩輛汽車(chē)去市公園游玩．當(dāng)兩輛汽車(chē)在平直公路上運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲車(chē)內(nèi)一同學(xué)看見(jiàn)乙車(chē)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，而乙車(chē)內(nèi)一同學(xué)看見(jiàn)路旁的樹(shù)木向西移動(dòng)．如果以地面為參考系，那么，根據(jù)上述觀察到的現(xiàn)象可說(shuō)明(

)A．甲車(chē)不動(dòng)，乙車(chē)向東運(yùn)動(dòng)B．乙車(chē)不動(dòng)，甲車(chē)向東運(yùn)動(dòng)C．甲車(chē)向西運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)向東運(yùn)動(dòng)D．甲、乙兩車(chē)以相同的速度都向東運(yùn)動(dòng)解析：正確分析“乙車(chē)內(nèi)一同學(xué)看見(jiàn)路旁的樹(shù)木向西移動(dòng)”是解決本題的關(guān)鍵．樹(shù)木相對(duì)地面本是靜止的，由此判斷乙車(chē)(相對(duì)地面)一定是向東運(yùn)動(dòng)．“甲車(chē)內(nèi)一同學(xué)看見(jiàn)乙車(chē)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)”則說(shuō)明甲、乙兩車(chē)相對(duì)靜止，速度一定是相同的．答案：D下圖中，你認(rèn)為哪些對(duì)象可以看做質(zhì)點(diǎn)？解析：

(1)研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期時(shí)，盡管地球直徑約為1.3×104

km，而且本身也在自轉(zhuǎn)，但由于地球和太陽(yáng)之間的距離約為1.5×108

km，是地球直徑的104倍，因而就地球相對(duì)太陽(yáng)公轉(zhuǎn)來(lái)說(shuō)，地球的大小和自轉(zhuǎn)可以忽略不計(jì)，這時(shí)我們就可以把地球視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)．(2)自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)決定于他的騎車(chē)速度，我們關(guān)注的是他到達(dá)終點(diǎn)的名次，不關(guān)注身體各部位的動(dòng)作，故可以把自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)．(3)地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球上不同地區(qū)季節(jié)的變化、晝夜的變化是不同的，這時(shí)地球的大小和形狀是不能被忽略的，所以地球在此研究問(wèn)題中不能看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)．答案：甲、乙可以看成質(zhì)點(diǎn)丙不可以看成質(zhì)點(diǎn)【反思總結(jié)】

物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵要看所研究問(wèn)題的性質(zhì)．例如在研究某寶塔的位置時(shí)，可以把塔看成質(zhì)點(diǎn)；但研究塔的結(jié)構(gòu)時(shí)，就不能把塔看成質(zhì)點(diǎn)．【跟蹤發(fā)散】

1－1：下列情況中的物體可以看做質(zhì)點(diǎn)的是(

)A．地面上放一只木箱，在上面的箱角處用水平力推它，在研究它是先滑動(dòng)還是先翻轉(zhuǎn)時(shí)B．上述木箱，在外力作用下在水平面上沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)C．對(duì)于汽車(chē)的后輪，在研究車(chē)牽引力的來(lái)源時(shí)D．人造地球衛(wèi)星，在研究其繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)解析：木箱在水平力作用下是否翻轉(zhuǎn)與力的作用點(diǎn)有關(guān)，在這種情況下木箱是不能看做質(zhì)點(diǎn)的．當(dāng)研究木箱在水平方向上的平動(dòng)的時(shí)候，木箱各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況是一致的，這時(shí)可以把木箱看做質(zhì)點(diǎn)．汽車(chē)牽引力的來(lái)源與后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)，在研究牽引力的來(lái)源時(shí)，不能把后輪看做質(zhì)點(diǎn)．衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，自身的形狀和大小可以忽略不計(jì)，因此可以把它看做質(zhì)點(diǎn)．故正確選項(xiàng)為B、D.答案：

BD如右圖所示，甲、乙、丙3人各乘不同的熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降．那么，從地面上看甲、乙、丙的運(yùn)動(dòng)可能是(

)解析：

甲看到樓房勻速上升，則甲相對(duì)樓房是向下運(yùn)動(dòng)的，以地面為參考系，甲是向下運(yùn)動(dòng)的．乙看到甲勻速上升，說(shuō)明乙相對(duì)甲向下運(yùn)動(dòng)，以地面為參考系，乙是向下運(yùn)動(dòng)的，而且速度比甲大．甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降，則丙的情況稍微復(fù)雜些，以地面為參考系可能是向下運(yùn)動(dòng)，但速度比甲和乙都要小，也可能是靜止的，也可能是向上運(yùn)動(dòng)的．答案：ABC【反思總結(jié)】判斷物體運(yùn)動(dòng)或靜止的方法(1)確定研究對(duì)象．(2)根據(jù)題意確定參考系，并假定參考系是不動(dòng)的．(3)分析被研究的物體相對(duì)于參考系有沒(méi)有發(fā)生位置的變化．【易錯(cuò)警示】

物體是靜止還是運(yùn)動(dòng)，都是相對(duì)于參考系而言的．選定參考系后，某物體相對(duì)參考系位置發(fā)生了改變，則該物體就是運(yùn)動(dòng)的；某物體相對(duì)參考系位置沒(méi)有發(fā)生改變，則該物體是靜止的．【跟蹤發(fā)散】

2－1：下圖中站在公路旁邊的人，看到汽車(chē)向前運(yùn)動(dòng)，那么他可能以什么為參考系(

)A．自己B．與汽車(chē)同向，同速度運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)C．地面D．與汽車(chē)同向，但運(yùn)動(dòng)速度更大的汽車(chē)解析：

選取假定不動(dòng)的物體為參考系，再進(jìn)行分析比較．答案：

AC1．在下列各運(yùn)動(dòng)物體中，可當(dāng)做“質(zhì)點(diǎn)”的有(

)A．研究花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作是否優(yōu)美B．確定遠(yuǎn)洋航行中的巨輪的位置C．研究運(yùn)行中的人造衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)軌跡D．比較轉(zhuǎn)動(dòng)著的砂輪上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況解析：

花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)?nèi)Q于運(yùn)動(dòng)員肢體動(dòng)作的優(yōu)美程度，所以不能看做質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)；研究砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其大小形狀也不能忽略，故D錯(cuò)；遠(yuǎn)洋航行的巨輪及運(yùn)行中的衛(wèi)星，研究其運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，大小、形狀均可忽略，故B、C正確．答案：

BC2．詩(shī)句“滿眼風(fēng)波多閃灼，看山恰似走來(lái)迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行”中，“看山恰似走來(lái)迎”和“是船行”所選的參考系分別是(

)A．船和山 B．山和船C．地面和山 D．河岸和流水解析：

“看山恰似走來(lái)迎”是以人或船為參考系，人看到遠(yuǎn)處的山向人靠近；“是船行”是以山為參考系，山是靜止的，而船是運(yùn)動(dòng)的．答案：A3．下列有關(guān)參考系的說(shuō)法中，正確的是(

)A．只有靜止的物體才能被選作參考系B．對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述與參考系的選擇無(wú)關(guān)C．描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，一定要選擇參考系D．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，無(wú)論選哪個(gè)物體作參考系，其運(yùn)動(dòng)軌跡不可能是直線解析：

因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性，所以描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須選擇另外的物體作參考系，故選項(xiàng)C正確．對(duì)參考系的選擇是任意的，只要能清楚而又簡(jiǎn)單地描述出物體的運(yùn)動(dòng)情況就行，因此，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．對(duì)同一物體的運(yùn)動(dòng)，選擇不同的參考系，對(duì)其運(yùn)動(dòng)情況的描述一般不同，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤．選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的，例如：從水平方向勻速飛行的飛機(jī)上丟下的炸彈，地面上的觀察者看它作的是拋物線運(yùn)動(dòng)，而在飛機(jī)上觀察，則是豎直向下的直線運(yùn)動(dòng)．本題正確答案是C.答案：C4．在下述問(wèn)題中，能夠把研究對(duì)象當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)的是(

)A．研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間是多少B．研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周地球上不同區(qū)域季節(jié)和晝夜長(zhǎng)短的變化C．將一枚硬幣用力上拋，猜測(cè)它落地時(shí)正面朝上還是反面朝上D．正在進(jìn)行花樣溜冰的運(yùn)動(dòng)員解析：

物體是否能視為質(zhì)點(diǎn)，不能僅僅